بروتوكولات اتصالات وحدة التحكم في العمليات PCUP

إنّ الاتصال قد يأتي سلكياً أو لاسلكياً ولكن مع ضياع مجموعة متنوعة من أدوات المعالجة في الوقت الحاضر، وبروتوكولات الاتصال هي ما نسميه تنسيقات الرسائل الرقمية والقواعد المطلوبة لتبادل الرسائل في أو بين أجهزة الكمبيوتر والأجهزة، وهذا مطلوب في أتمتة العملية.

أساسيات بروتوكولات اتصالات وحدة التحكم في العمليات PCUP

لا تتأثر العملية المستقلة بإجراء العمليات الأخرى بينما يمكن أن تتأثر عملية التعاون بعمليات التنفيذ الأخرى، وعلى الرغم من أنّه يمكن للمرء أن يعتقد أن هذه العمليات والتي تعمل بشكل مستقل وستنفذ بكفاءة عالية، إلّا أنه في الواقع هناك العديد من المواقف التي يمكن فيها استخدام الطبيعة التعاونية لزيادة السرعة الحسابية والراحة والنمطية.

والاتصال بين العمليات “IPC” هو آلية تسمح للعمليات بالتواصل مع بعضها البعض ومزامنة إجراءاتها، حيث يمكن النظر إلى الاتصال بين هذه العمليات كطريقة للتعاون بينهما، كما يمكن أن تتواصل العمليات مع بعضها البعض من خلال كليهما:

• الذاكرة مشتركه.

• موعد الرسالة.

ملاحظة:“IPC” هي اختصار لـ “inter-process-communication”.

ملاحظة:“PCCP” هي اختصار لـ “Process Unit communication protocols”.

مبدأ عمل بروتوكولات اتصالات وحدة التحكم في العمليات

يمكن لنظام التشغيل تنفيذ كلتا طريقتي الاتصال، كما يتطلب الاتصال بين العمليات باستخدام الذاكرة المشتركة عمليات لمشاركة بعض المتغيرات، ويعتمد ذلك تمامًا على كيفية قيام المبرمج بتنفيذها ويمكن تخيل إحدى طرق الاتصال باستخدام الذاكرة المشتركة على النحو التالي:

مثلاً هناك العملية 1 والعملية 2 وتنفذان في وقت واحد وأنّهما يشتركان في بعض الموارد أو يستخدمان بعض المعلومات من عملية أخرى، حيث تقوم عملية 1 بإنشاء معلومات حول بعض العمليات الحسابية أو الموارد المستخدمة وتحتفظ بها كسجل في الذاكرة المشتركة.

وعندما تحتاج العملية 2 إلى استخدام المعلومات المشتركة فسوف تقوم بالتحقق من السجل المخزن في الذاكرة المشتركة وتدوين المعلومات التي تم إنشاؤها بواسطة العملية 1 والتصرف وفقاً لذلك، يمكن للعمليات استخدام الذاكرة المشتركة لاستخراج المعلومات كسجل من عملية أخرى وكذلك لتسليم أي معلومات محددة إلى عمليات أخرى.

طريقة عمل بروتوكولات اتصالات وحدة التحكم في العمليات

1- طريقة الذاكرة المشتركة

مثل مشكلة المنتج أي المستهلك، وهناك عمليتان هما المنتج والمستهلك، حيث ينتج المنتج بعض العناصر ويستهلك المستهلك ذلك العنصر، كما تشترك العمليتان في مساحة مشتركة أو موقع ذاكرة يُعرف باسم المخزن المؤقت، حيث يتم تخزين العنصر الذي ينتجه المُنتِج والذي يستهلك منه المستهلك العنصر إذا لزم الأمر.

كما توجد نسختان من هذه المشكلة الأولى تُعرف بمشكلة المخزن المؤقت غير المحدود، حيث يستطيع المُنتِج الاستمرار في إنتاج العناصر ولا يوجد حد لحجم المخزن المؤقت، ويُعرف الإصدار الثاني بمشكلة المخزن المؤقت المحدود في والتي يمكن للمنتِج إنتاجها لعدد معين من العناصر قبل أن يبدأ في انتظار المستهلك لاستهلاكها.

سيشترك المنتج والمستهلك في بعض الذاكرة المشتركة ثم يبدأ المنتج في إنتاج العناصر، حيث إذا كان إجمالي العنصر المنتج مساوياً لحجم المخزن المؤقت، فسوف ينتظر المنتج حتى يستهلكه المستهلك وبالمثل سيتحقق المستهلك أولاً من توفر العنصر، وفي حالة عدم توفر أي عنصر سينتظر المستهلك المنتج لإنتاجه وإذا كانت هناك عناصر متاحة فسيستهلكها المستهلك.

2- طريقة تمرير الرسائل

• في هذه الطريقة تتواصل العمليات مع بعضها البعض دون استخدام أي نوع من الذاكرة المشتركة، وإذا أرادت عمليتان p1 وp2 التواصل مع بعضهما البعض.

• قم بإنشاء ارتباط اتصال وإذا كان الارتباط موجوداً بالفعل فلا داعي لتأسيسه مرة أخرى.

• ابدأ في تبادل الرسائل باستخدام الأساسيات الأساسية.

• تحتاج على الأقل اثنين من الأوليات هما إرسال (رسالة ووجهة) أو إرسال (رسالة)، واستقبال (رسالة ومضيف) أو استقبال (رسالة).

• يمكن أن يكون حجم الرسالة ثابت الحجم أو متغير الحجم، وإذا كان حجمه ثابتاً فهو سهل بالنسبة لمصمم نظام التشغيل ولكنه معقد بالنسبة للمبرمج، وإذا كان حجمه متغيراً فمن السهل على المبرمج ولكنه معقد بالنسبة لمصمم نظام التشغيل، ويمكن أن تتكون الرسالة القياسية من جزأين هما رأس ونص.

• يتم استخدام جزء الرأس لتخزين نوع الرسالة ومعرف الوجهة ومعرف المصدر وطول الرسالة ومعلومات التحكم، كما تحتوي معلومات التحكم على معلومات مثل ما يجب القيام به في حالة نفاد مساحة المخزن المؤقت ورقم التسلسل والأولوية ويتم إرسال الرسالة باستخدام نمط “FIFO”.

ملاحظة:“FIFO” هي اختصار لـ “First-In-First-Out”.

أنواع بروتوكولات اتصالات وحدة التحكم في العمليات

1- ما هو البروتوكول غير المتصل

البروتوكول غير المتصل: هو الاتصال بين نقطتي نهاية للشبكة بدون ترتيب مسبق، حيث ترسل إحدى نقاط نهاية الشبكة رسالة إلى الأخرى، وفي نهاية الإرسال يرسل الجهاز وحدة البيانات قبل التأكد من أن جهاز الطرف المستقبل جاهز.

يصف هذا النوع من البروتوكول معظم عمليات إرسال الإنترنت المفتوحة على الرغم من أنّ بعض البروتوكولات تطلب إعادة الإرسال حسب الحاجة للسماح بتصحيح الخطأ، وهناك مجموعة متنوعة من البروتوكولات المدعومة بدون اتصال على الإنترنت بما في ذلك نقل النص التشعبي “HTTP” و”ICMP” و”IP” و”IPX” و”UDP” و”TIPC”، ويختلف البروتوكول غير المتصل عن البروتوكول المهيأ للاتصال، حيث يجب أن يتواصل كلا الجهازين مع بعضهما البعض.

بروتوكول الشبكة غير المتصل هو نوع بديل لنقل البيانات، حيث ترسل نقطة نهاية الشبكة إشارة تكنولوجيا المعلومات تلقائياً دون تحديد ما إذا كان جهاز الاستقبال موجوداً أو جاهزاً لاستقباله، وهذا يقف على النقيض من العديد من طرق نقل البيانات التقليدية القائمة على الاتصال والتي عادة ما تنشئ فحوصات اتصال الجهاز أو المصافحة المخصصة.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol” و”TIPC” هي اختصار لـ “Transparent-Inter-Process-Communication”.

• “IPX” هي اختصار لـ “Internet-Protocol-Exchange”و “HTTP” هي اختصار لـ “Hypertext-Transfer-Protocol”.

• “UDP” هي اختصار لـ “User-Datagram-Protocol” و”ICMP” هي اختصار لـ “Internet-Control-Message-Protocol”.

2- ما هو بروتوكول طبقة النقل غير المتصل

بروتوكول طبقة النقل غير المتصل: هو نوع من الإشارات المفتوحة مثل إرسال التردد اللاسلكي ويتم إرساله أو بثه إلى الخارج ببساطة دون اعتبار كبير للمتلقي، كما تحتوي البروتوكولات القائمة على الاتصال على وجهة مقصودة ونقطة منشأ محددة مثل اتصال كابل.

على الرغم من أنّ البروتوكولات الموجهة للاتصال تعمل بشكل أكثر فاعلية في حالات معينة إلّا أنّه من أجل تسليم البيانات في العديد من الأنظمة يكون البروتوكول غير المتصل مناسباً، ويمكن للعديد من البروتوكولات غير المتصلة تسهيل الإرسال المتعدد إلى مجموعة متنوعة من أجهزة الاستقبال، وغالباً ما يتم تفضيل هذه البروتوكولات نظراً لانخفاض التكاليف العامة ولعدم وجود حاجة لتنفيذ بروتوكولات الاتصال مثل تلك المتعلقة بالمصافحة.

على الرغم من أنّ بروتوكولات النقل غير المتصلة قد تسقط الحد الأدنى من عدد حزم البيانات فقد لا تلاحظ ذلك المستقبل في بعض الحالات، ويمكن أيضاً أن تخفف أدوات مثل موازنات التحميل المرنة التي تمنع فقدان الحزمة من هذا النوع من المشكلات.

3- بروتوكولات موجهة للاتصال وغير متصلة

الخدمات القائمة على الاتصال أو الخدمات الموجهة للاتصال والخدمات بدون اتصال هما الخدمتان اللتان توفرهما الطبقات للطبقات التي تعلوها، والخدمات الموجهة بالاتصال بحيث يتبع مستخدمو الخدمات الموجهة للاتصال سلسلة من العمليات:

• قم بتأسيس اتصال.

• إرسال المعلومات.

• حرر الاتصال.

لتوفير خدمات موجهة للاتصال من الضروري إنشاء اتصال أولاً ثم بدء الاتصال وإرسال المعلومات ثم تحرير الاتصال، وهذا النوع من الخدمة أكثر موثوقية لأنّه إذا كان هناك خطأ من طرف المستلم ويمكن للمرسل إعادة إرسال المعلومات.

والمهيأ للاتصال يعني أنّ الأجهزة تجري عملية مصافحة عند اتصالها لإعداد اتصال من طرف إلى طرف ويمكن أن تختلف عملية المصافحة بشكل كبير وقد تكون تزامناً بسيطاً لبروتوكول “TCP” لطبقة النقل، أو تفاوضاً معقداً حول معلمات الاتصالات مع مودم، كما أنّ الأنظمة الموجهة للاتصال تتطلب اتصالات ثنائية الاتجاه ولا يمكنها العمل في بيئات أحادية الاتجاه.